Большая советская энциклопедия:
Запись и воспроизведение информации
Процессы, посредством которых информация вносится и сохраняется в некотором физическом теле с целью её последующего получения (воспроизведения). По мере развития человеческого общества всё шире используются различные виды З. и в. и. До 19 в. запись информации осуществлялась исключительно посредством графики, т. е. преобразования человеком информации в систему зрительно воспринимаемых символов (рисунки, иероглифы, знаки, буквы, цифры, чертежи и т.д.). Все эти виды широко используются и в настоящее время. Впоследствии на их базе возникла Полиграфия. Издаваемые многомиллионными тиражами книги, журналы, газеты стали мощным средством обучения и массовой информации.
Изобретения фотографии (французский изобретатель Л. Дагер, 1839) и первого звукозаписывающего аппарата — Фонографа (американский изобретатель Т. А. Эдисон, 1877) произвели коренной переворот в принципах З. и в. и. Появилась возможность автоматизировать сами процессы З. и в. и.; роль оператора свелась к проведению подготовительных и вспомогательных операций. Процесс запоминания (записи) информации основан на том, что сигналы, отображающие информацию, запоминаются в виде соответствующих устойчивых изменений состояний или форм некоторого тела (носителя информации (См. Носитель информации)), а получение (воспроизведение) сохранённой информации осуществляется образованием новых сигналов, соответствующих этим изменениям. Указанные изменения могут производиться одновременно во всём носителе либо последовательно в его отдельных частях. К устройствам первого типа относятся аппараты для фотографирования и киносъёмки, запоминающие изображение «в целом» (см. Кинематография, Фотография), а также устройства, основанные на принципе голографии (См. Голография). Устройства второго типа получили название аппаратов для З. и в. и. Носитель в них может быть или неподвижным, или перемещаться относительно записывающих и воспринимающих элементов, посредством которых сигналы воздействуют на носитель (при записи) или «считываются» с носителя (при воспроизведении). Неподвижный носитель имеет дискретную структуру. Он состоит из элементов с двумя и более устойчивыми состояниями (Реле, ферритовые кольца, Триггеры и т.п.) и используется главным образом в запоминающих устройствах (См. Запоминающее устройство) ЭВМ. Движущийся носитель макроскопически непрерывен. Им может быть Магнитная лента или киноплёнка, гибкий диск и др. Аппараты для З. и в. и. с неподвижным и движущимся носителями, несмотря на различия в устройстве, имеют одинаковую структурную схему (рис.). Источник 1 записываемой информации в общем случае может создавать сигналы различной физической природы. Наиболее удобны для передачи и преобразования электрические сигналы. Поэтому в блоке 2 записываемая информация преобразуется в электрические сигналы; в блоке 3 они усиливаются и через записывающий элемент 4 (например, резец или магнитную головку (См. Магнитная головка)) воздействуют на движущийся носитель 5, оставляя в нём след, называемый дорожкой записи. Носитель с образованной дорожкой записи называется сигналограммой (См. Сигналограмма), в частном случае (при записи звука) — фонограммой (См. Фонограмма) и видеограммой (при записи сигналов изображения). При воспроизведении движущаяся с той же скоростью, что и при записи, сигналограмма 5, непосредственно воздействуя на воспроизводящий элемент 6 (Звукосниматель, магнитная головка), вырабатывает в нём сигналы, содержащие записанную информацию. Полученные сигналы в блоке 7 преобразуются в электрические сигналы; часто элемент 6 и блок 7 объединены конструктивно. После усиления и дальнейшего преобразования в блоке 8 сигналы поступают или в устройство 9, отображающее информацию в форме, доступной для восприятия человеком (звук, изображение), или на управляемый объект 10, например металлообрабатывающий станок с программным управлением. Для неискажённого воспроизведения необходимо, чтобы скорость движения носителя относительно записывающего элемента (скорость записи) равнялась скорости движения сигналограммы относительно воспроизводящего элемента (скорость воспроизведения). Иногда, впрочем, сознательно предусматривают воспроизведение со скоростью большей или меньшей, чем скорость записи. Такой приём позволяет замедленно или ускоренно исследовать записанный процесс, создать специальные звуковые и др. эффекты — такие, какие даёт замедленная или ускоренная киносъёмка.
Носители делятся на обратимые, например магнитный, допускающие полное или значительное стирание информации, содержащейся в сигналограмме, если она стала не нужна, и использование носителя для новой записи (многократное использование) и необратимые, не допускающие повторного использования для записи, например киноплёнка, Перфорационная карта.
Отличительной чертой большинства аппаратов автоматической записи является то, что воспроизведение сохранённой информации осуществляется также автоматически. При этом воспроизведённая информация имеет тот же характер, что и исходная, например записанные на магнитную ленту или граммофонную пластинку звуковые сигналы воспроизводятся в виде звука, изображение — в виде изображения. Существуют аппараты З. и в. и. смешанного типа, в которых запись неавтоматическая, а воспроизведение автоматическое, или наоборот. Примером первых служит аппарат, используемый в телеграфии для записи пробиванием вручную отверстий в бумажной ленте (Перфоратор). Впоследствии эта запись воспроизводится автоматически. Примером вторых являются различные регистрирующие и самопишущие приборы и устройства, запись в которых автоматическая, а воспроизведение неавтоматическое — визуальным осмотром сигналограммы (запоминающие электроннолучевые трубки (См. Запоминающая электроннолучевая трубка), электрохимические, искровые, феррографические и т.п. методы записи. Различают понятия способа, или технического приёма, используемого для осуществления основных процессов (запись, воспроизведение и стирание), и системы, или совокупности различных способов, которые имеют общую сущность физических процессов, приводящих к основным процессам.
Применяют аналоговый и цифровой способы записи. Аналоговая запись — это запись, при которой можно зафиксировать в некотором диапазоне все значения входного сигнала. В свою очередь, аналоговую запись разделяют на прямую и модуляционную. При прямой записи сигналы не претерпевают коренных преобразований по форме, а лишь изменяются в соответствии с допущенными или предусмотренными искажениями. Примером прямой записи служит Звукозапись. При модуляционной записи сигналы коренным образом преобразуются в канале записи посредством модуляции (См. Модуляция) некоторого вспомогательного колебания (частотно-модулированная, амплитудно-модулированная запись и др.). В канале воспроизведения предусматривается их демодуляция. Модуляция позволяет повысить точность записи (см. Точная запись), уменьшая влияние помех, а в некоторых случаях она применяется как средство согласования параметров сигналов с параметрами каналов З. и в. и. Противоположным аналоговой записи является способ цифровой записи, при котором входные сигналы подвергаются квантованию (см. Квантование сигнала) и затем преобразуются в двоичные числа для записи на носитель в виде Кода. В канале воспроизведения происходит обратное преобразование (декодирование). Цифровая запись используется главным образом в запоминающем устройстве ЭВМ.
Из систем записи наибольшее распространение получили Механическая запись, Фотографическая запись и Магнитная запись. Реже применяют электростатическую запись (См. Электростатическая запись) и термопластическую запись (См. Термопластическая запись). Все эти системы записи позволяют получать большое число копий записи (тиражирование) при помощи процессов, специфических для каждой системы.
Аппараты З. и в. и. широко используются в различных областях техники: в радиовещании и телевидении, где с их помощью подготавливаются программы передач; в технике связи, в том числе космической связи (См. Космическая связь), для периодического накопления и передачи информации; в вычислительной технике, где они являются одной из важнейших функциональных частей любой ЭВМ; при программном управлении технологическими процессами; при научных исследованиях и др. Научное развитие и техническое совершенствование З. и в. и. Направлено на повышение достоверности (точности) записи и плотности записи, т. е. количества полезной информации, приходящейся на единицу длины, поверхности или объёма носителя.
Лит.: Пальм А., Регистрирующие самопишущие приборы, пер. с нем., М., 1955; Федорцов Б. Ф., Фототелеграфия, М. — Л., 1960; Вопросы электрографии. Сб. пер., М., 1960; Перфорированные карты и их применение в науке и технике, пер. с англ., М., 1963; Аполлонова Л. П., Шумова Н. Д., Механическая звукозапись, М. — Л., 1964; Арутюнов М. Г., Патрунов В. Г., Феррография — магнитная скоростная печать, М. — Л., 1964; Термопластическая запись. Сб. пер. ст., М., 1966; Электронные системы отображения информации, под ред. Дж. Ховарда, пер. с англ., М., 1966; Хербер т, Считывание и запись электронным лучом, «Электроника», 1966, т. 39, №11; Дэвис Г. Л., Применение точной магнитной записи, пер. с англ., М., 1967; Темников Ф. Е., Автоматические регистрирующие приборы, 3 изд., М., 1968; Микаэлян А. Л., Голография, М., 1968; Степанов И. М., Электрохимическая запись, М., 1970; Цирулена З. В., Основы звукотехники, [М., 1970]; Техника магнитной видеозаписи. М., 1970; Крайзмер Л. П., Устройства хранения дискретной информации, 2 изд., Л., 1969.
И. Е. Горой, В. Г. Корольков.
Структурная схема каналов записи и воспроизведения информации: 1 — источник записываемой информации; 2 — блок аппарата записи, вырабатывающий электрические сигналы, содержащие записываемую информацию; 3 — усилительный (иногда также и преобразовательный) блок аппарата записи; 4 — записывающий элемент; 5 — движущийся носитель информации (при записи) или сигналограмма (при воспроизведении); 6 — воспроизводящий элемент; 7 — блок аппарата воспроизведения, преобразующий воспроизводимые сигналы в электрические; 8 — усилительный и преобразовательный блок аппарата воспроизведения; 9 — устройство отображения информации; 10 — управляемый объект.
Техника. Современная энциклопедия:
запись и воспроизведение информации
Процессы, посредством которых информация автоматически записывается (фиксируется) в некотором физическом теле, среде (носителе данных) и сохраняется там для последующего считывания (воспроизведения). Запись информации осуществляется с помощью специального записывающего инструмента, который преобразует электрические, световые, звуковые и пр. сигналы, несущие информацию, в электрические, магнитные, световые, тепловые или механические воздействия на носитель данных, вызывая устойчивые изменения его состояния или формы. При воспроизведении указанные изменения носителя данных воспринимаются считывающим устройством и превращаются снова в электрические, световые или иные сигналы, несущие считанную информацию. Существует несколько способов записи и воспроизведения информации. Они различаются типом носителя данных и способом фиксирования на нём информационных сигналов. Наиболее широко распространены механическая, магнитная и оптическая запись, реже используются электростатический, термопластический или электрический способы записи.
При механической записи информация фиксируется пробивкой отверстий на бумажной ленте или картонных карточках (перфоленты, перфокарты) или вырезанием (выдавливанием) на поверхности пластмассовых дисков дорожек (канавок), ширина и глубина которых отражает изменения записываемых сигналов (напр., грампластинки).
Магнитная запись применяется для фиксирования информации на магнитных дисках, магнитных лентах и барабанах, реже на проволоке, покрытой слоем ферромагнитного вещества. Запись осуществляется магнитной головкой, которая преобразует электрические сигналы, несущие информацию, в переменное магнитное поле. Под воздействием этого поля участки магнитного слоя ленты или диска, соприкасающиеся с магнитной головкой, приобретают устойчивую остаточную намагниченность. На поверхности ленты или диска эти участки образуют как бы магнитный след – непрерывный (напр., при записи звука в обычном магнитофоне) или прерывистый (при записи данных в ЭВМ), который называется дорожкой записи. При воспроизведении информации магнитные следы, перемещаясь вместе с носителем под магнитной головкой, возбуждают в ней электрические сигналы, тождественные тем, что поступали в головку для записи. При записи цифровым кодом на 1 см дорожки записи умещается св. 1200 байт информации.
Оптическая запись осуществляется на носителях, которые изменяют свои оптические характеристики под действием света. Такими носителями являются фото – и киноплёнка, фотобумага и оптический диск (компакт-диск, видеодиск). На фотоматериалах информация фиксируется методами фотографии (гл. обр. изобразительная, реже текстовая информация) обычными или специальными фото – и киноаппаратами. Воспроизведение такой записи осуществляется с помощью сканера.
При записи на оптический диск применяют лазеры. Под воздействием сфокусированного лазерного луча в рабочем слое диска образуются либо микроскопические участки деформации (отверстия, углубления, пузырьки и т. п., называемые питами), либо другие обратимые или необратимые изменения, в результате чего облучённые участки изменяют свои оптические характеристики, напр. прозрачность, коэффициент отражения. При воспроизведении информации поверхность оптического диска освещают лучом непрерывного лазера и с помощью фотоприёмного устройства фиксируют изменения отражённого от диска светового потока (напр., его интенсивность с помощью фотодиода). Минимальный размер участка на поверхности оптического диска, занимаемый одним битом информации, обычно составляет 0.5–1 мкм, это значит, что на 1 смІ поверхности оптического диска можно разместить до 12.5 Мбайт информации. Выпускаемые диски с диаметром от 130 до 356 мм имеют ёмкость от 0.2 до 4 Гбайт.
© «СловоТолк.Ру» — толковые и энциклопедические словари, 2007-2020